【文档说明】【精准解析】高考物理必修二课时分层训练：第5章　曲线运动　第6节.pdf，共(8)页，398.920 KB，由envi的店铺上传

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第五章第6节向心力课时分层训练「基础达标练」1．以下关于向心力及其作用的说法中正确的是()A．向心力既改变圆周运动物体速度的方向，又改变速度的大小B．在物体所受力中，只有指向圆心的力才是向心力C．向心力是按照力的性质命名的D．做匀速圆周运动

的物体所受的合外力即为物体的向心力解析：选D向心力的方向与速度方向垂直，不改变速度的大小，只改变速度的方向，故A错误；向心力是效果力，不是物体做圆周运动受到的力，匀速圆周运动的物体向心力由合力提供，故B、C错误，D正确．2．一圆盘可绕通过圆盘中

心O且垂直于盘面的竖直轴转动．在圆盘上放置一小木块A，它随圆盘一起做加速圆周运动(如图所示)，则关于木块A的受力，下列说法正确的是()A．木块A受重力、支持力和向心力B．木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向指向圆心C．木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相反D．木块

A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力沿半径方向的分力提供向心力解析：选D木块A受重力、支持力和静摩擦力，木块随圆盘做加速圆周运动，摩擦力沿半径方向的分力提供向心力，摩擦力沿切线方向的分力改变速度的大小．所以两个分力合成后的合

力不沿半径方向，不指向圆心，故D选项正确．3．如图所示，在水平冰面上，狗拉着雪橇做匀速圆周运动，O点为圆心．能正确表示雪橇受到的牵引力F及摩擦力Ff的图是()解析：选C由于雪橇在冰面上滑动，其滑动摩擦

力方向必与运动方向相反，即沿圆的切线方向；因雪橇做匀速圆周运动，合力一定指向圆心．故C选项正确．4．做匀速圆周运动的物体，它所受的向心力的大小必定与()A．线速度平方成正比B．角速度平方成正比C．运动半径成反比D．线速度和角速

度的乘积成正比解析：选D因做匀速圆周运动的物体满足关系Fn＝mv2R＝mRω2＝mvω，由此可以看出在R、v、ω是变量的情况下，Fn与R、v、ω是什么关系不能确定，只有在R一定的情况下，向心力才与线速度的平方、角速度的平方成正比；

在v一定时，Fn与R成反比；ω一定时，Fn与R成正比．故选项A、B、C错误，而从Fn＝mvω看，因m是不变的，故选项D正确．5．秋千的吊绳有些磨损．在摆动过程中，吊绳最容易断裂的时候是秋千()A．在下摆过程中B．在上摆过程中C．摆到最高点时D．摆到最低点时解

析：选D当秋千摆到最低点时速度最大，由F－mg＝mv2l知，吊绳中拉力F最大，吊绳最容易断裂，选项D正确．6．质量不计的轻质弹性杆P插入桌面上的小孔中，杆的另一端套有一个质量为m的小球，今使小球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，且角速度为ω，如图所示，则杆的上端受到球

对其作用力的大小为()A．mω2RB．mg2－ω4R2C．mg2＋ω4R2D．不能确定解析：选C对小球进行受力分析，小球受两个力：一个是重力mg，另一个是杆对小球的作用力F，两个力的合力充当向心力．由平行四边形定则可得：F＝mg2＋ω4R2，再根据牛

顿第三定律，可知杆受到球对其作用力的大小为F＝mg2＋ω4R2.故选项C正确．7．(多选)如图所示，上海磁浮线路的最大转弯处半径达到8000m，近距离用肉眼看几乎是一条直线，而转弯处最小半径也达到1300m．一个质量为50kg的乘客坐在

以360km/h的不变速率行驶的车里，随车驶过半径为2500m的弯道，下列说法正确的是()A．乘客受到的向心力大小约为200NB．乘客受到的向心力大小约为539NC．乘客受到的向心力大小约为300ND．弯道半径设计特别长可以

使乘客在转弯时更舒适解析：选AD根据向心力公式F＝mv2r可计算出乘客受到的向心力大小约为200N，A正确，B、C错误；根据F＝mv2r可知，在m、v保持不变的情况下，r越大，乘客所受的向心力越小，在

转弯时乘客更舒适，D正确．8．有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图所示，长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘．转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动，当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与

转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为θ.不计钢绳的重力，求转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系．解析：设转盘角速度为ω，钢绳与竖直方向夹角为θ，座椅到中心轴的距离：R＝r＋Lsinθ，对座椅分析有：Fn＝mgtan

θ＝mRω2，联立两式得ω＝gtanθr＋Lsinθ.答案：ω＝gtanθr＋Lsinθ「能力提升练」9．未来的星际航行中，宇航员长期处于零重力状态，为缓解这种状态带来的不适，有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”，

如图所示．当旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力．为达到上述目的，下列说法正确的是()A．旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大B．旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小C．宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大D．宇航员质量越大

，旋转舱的角速度就应越小解析：选B旋转舱对宇航员的支持力提供宇航员做圆周运动的向心力，即mg＝mω2r，解得ω＝gr，即旋转舱的半径越大，角速度越小，而且与宇航员的质量无关，选项B正确．10．(多选)如图所示，在水平转

台上放一个质量M＝2kg的木块，它与转台间的最大静摩擦力为Fmax＝6.0N，绳的一端系在木块上，另一端通过转台的中心孔O(孔光滑)悬挂一个质量m＝1.0kg的物体，当转台以角速度ω＝5rad/s匀速转动时，木块相对转台静止，则木块到O点的距离可以是(g取10m/s2，M、m均视为质点)()A．0

.04mB．0.08mC．0.16mD．0.32m解析：选BCD当M有远离轴心运动的趋势时，有mg＋Fmax＝Mω2rmax，解得rmax＝mg＋FmaxMω2＝0.32m，当M有靠近轴心运动的趋势时，有mg－Fmax

＝Mω2rmin，解得rmin＝mg－FmaxMω2＝0.08m，则0.08m≤r≤0.32m．故选项B、C、D正确，A错误．11．如图所示，将完全相同的两小球A、B，用长为L＝0.8m的细绳悬于以v＝

4m/s向右匀速运动的小车顶部，两球与小车前后壁接触．由于某种原因，小车突然停止运动，此时悬线的拉力之比FB∶FA为(g取10m/s2)()A．1∶1B．1∶2C．1∶3D．1∶4解析：选C当车突然停下时，B球不动，绳对B球的拉力仍为小球的重力，A球向右摆动做圆周运动，则突然停

止时A球所处的位置为圆周运动的最低点，根据牛顿第二定律得，FA－mg＝mv2L，可得FA＝3mg，故FB∶FA＝1∶3.12．(多选)一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面，圆锥筒固定，有质量相同的小球A和B沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，A的运动半径较大

，则()A．A球的角速度必小于B球的角速度B．A球的线速度必小于B球的线速度C．A球的运动周期必大于B球的运动周期D．A球对筒壁的压力必大于B球对筒壁的压力解析：选AC两个小球均受到重力mg和筒壁对它的弹力FN的作用，其合力必定在水平面内时刻指向

圆心．由图可知，筒壁对球的弹力FN＝mgsinθ，向心力Fn＝mgtanθ，其中θ为圆锥顶角的一半．对于A、B两球因质量相等，θ角也相等，所以A、B两小球受到筒壁的弹力大小相等，A、B两小球对筒壁的压力大小相等，D错误；由牛顿第二定律知，mg

tanθ＝mv2r＝mω2r＝m4π2rT2.所以，小球的线速度v＝grtanθ，角速度ω＝grtanθ，周期T＝2πrtanθg.由此可见，小球A的线速度必定大于小球B的线速度，B错误；小球A的角速度必小于小球B的角速

度，小球A的周期必大于小球B的周期，A、C正确．13．如图所示，质量为m的物体，沿半径为r的圆轨道自A点滑下，A与圆心O等高，滑至B点(B点在O点正下方)时的速度为v.已知物体与轨道间的动摩擦因数为μ，求物体在B点所受的摩擦力．解析：物体由A滑到

B的过程中，受到重力、轨道弹力及摩擦力的作用，做圆周运动．物体在B点的受力情况如图所示，其中轨道弹力FN与重力G＝mg的合力提供物体做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得FN－mg＝mv2r，得FN＝mg＋mv2r

，则滑动摩擦力为Ff＝μFN＝μm(g＋v2r).答案：μm(g＋v2r)14．如图所示，水平转盘上放有质量为m的物体(可视为质点)，连接物体和转轴的绳子长为r，物体与转盘间的最大静摩擦力是其压力的μ倍，转盘的角速度由零逐渐缓慢增大，求：(1)绳子对物体的拉力

为零时的最大角速度；(2)当角速度为3μg2r时，绳子对物体拉力的大小．解析：(1)当恰由最大静摩擦力提供向心力时，绳子拉力为零且角速度达到最大，设转盘转动的角速度为ω0，则μmg＝mω02r，得ω0＝μgr.(2)当

ω＝3μg2r时，ω>ω0，所以绳子的拉力F和最大静摩擦力共同提供向心力，此时，F＋μmg＝mω2r即F＋μmg＝m·3μg2r·r，得F＝12μmg.答案：(1)μgr(2)12μmg